具有漂移自旋的双中子星连续引力波的隐马尔可夫模型追踪。II. 双星轨道相位追踪

一种用于追踪低质量 X 射线双星（LMXBs）中具有漂移自旋的中子星连续波引力辐射的隐马尔可夫模型（HMM）方案，通过引入一个频域匹配滤波器（称为 J-统计量）得到扩展，该滤波器相干地求和轨道边带中的信号功率。J-统计量与通过解调或重采样计算的二元调制 F-统计量相似但不完全相同。通过将合成的 LMXB 信号注入到表征先进激光干涉仪引力波天文台（Advanced LIGO）的高斯噪声中，结果表明，J-统计量 HMM 追踪器在来自两个干涉仪的 370 天数据（分为 37 个等长相干块）中，可探测到特征波应变 $h_0 \geq 2 \times 10^{-26}$ 的信号。当应用于 LIGO 科学合作组织组织的天蝎座 X-1 模拟数据挑战赛第一阶段的数据时，该追踪器探测到了全部 50 个封闭注入信号（$h_0 \geq 6.84 \times 10^{-26}$），恢复频率的均方根精度为 $\leq 1.95\times10^{-5}$ Hz。在这 50 个注入信号中，有 43 个（$h_0 \geq 1.09 \times 10^{-25}$）在单个 10 天相干数据块中被探测到。该追踪器采用基于维特比算法的高效递归 HMM 求解器，对于一次典型的宽带（0.5 kHz）LMXB 搜索，需要约 $10^5$ CPU 小时。